Noções de Engenharia Genética Flashcards
Verdadeiro ou falso?
A Engenharia Genética é um conjunto de técnicas que tem por objetivo a manipulação do material genético. São técnicas que permitem identificar, isolar e multiplicar genes, bem como construir moléculas híbridas de DNA, isto é, DNA constituído por segmentos originários de diferentes espécies de seres vivos.
Verdadeiro.
A tecnologia do DNA recombinante (rDNA), que teve início na década de 1970, constitui a base da Engenharia Genética e tem por principal objetivo o que?
A construção de moléculas de DNA não existentes na natureza, constituídas por segmentos provenientes de diferentes fontes. Assim, essas moléculas híbridas podem ser constituídas tanto por segmentos de DNA originários de organismos diferentes, quanto por segmento de DNA proveniente de um organismo ligado a um DNA sintético (produzido em laboratório, unindo-se os nucleotídeos numa sequência desejada).
O desenvolvimento da Bioquímica e os estudos genéticos realizados em micro-organismos, notadamente bactérias e bacteriófagos, deram uma grande contribuição para a obtenção dos conhecimentos e das técnicas necessários para a manipulação dos genes. Assim, surgiram “ferramentas” básicas para o desenvolvimento da Engenharia Genética. Entre elas, destacam-se qual?
As enzimas de restrição, também conhecidas por endonucleases de restrição.
As enzimas de restrição são encontradas em certas bactérias e atuam como?
“Tesouras moleculares”, cortando o DNA em pontos específicos. Costuma-se dizer que elas têm a propriedade de clivar (cortar, quebrar) o DNA.
Essas enzimas, provavelmente, fazem parte do mecanismo de proteção que certas bactérias desenvolveram contra seus inimigos naturais, os vírus bacteriófagos. Nas células bacterianas, essas enzimas são capazes de reconhecer o DNA do vírus invasor como um elemento “estranho” e, assim, promover a sua destruição, cortando-o em pontos específicos, antes que o mesmo sofra o processo de duplicação.
Cada bactéria tem suas próprias enzimas de restrição, e cada enzima reconhece apenas um tipo de sequência de bases nitrogenadas ao longo da molécula de DNA. São, portanto, altamente específicas, cortando o DNA apenas nos locais onde existem certas sequências de bases nitrogenadas. As sequências de bases nitrogenadas reconhecidas pelas enzimas de restrição são palíndromos, que significa o que?
Iguais nos dois filamentos da molécula de DNA, seja a leitura desses filamentos feita no sentido 5’ → 3’ ou no sentido 3’ → 5’.
Existem vários tipos de enzimas de restrição. Uma delas é a EcoRI que atua na sequência… GAATTC…, fazendo o corte da ligação aonde?
Entre o G e o A.
Verdadeiro ou falso?
As enzimas de restrição podem ser isoladas de diferentes bactérias. Muitas indústrias cultivam essas bactérias, isolam suas enzimas de restrição e as comercializam, vendendo-as para laboratórios de genética molecular de todo o mundo.
Verdadeiro.
O quadro na imagem mostra alguns exemplos dessas enzimas, suas fontes (bactérias das quais são obtidas) e os seus sítios de clivagem (locais onde fazem o corte no DNA).
Complete, de acordo com a imagem.
- Imagine que os DNAs I e II são provenientes de dois organismos diferentes.
- Utilizando-se de enzimas de ____, os dois DNAs são cortados em pontos específicos.
- Com o corte, os dois filamentos de cada DNA se separam.
- Utilizando-se das enzimas ____, um segmento do DNA I é ligado a um segmento do DNA II, formando, assim, um DNA recombinante.
- Imagine que os DNAs I e II são provenientes de dois organismos diferentes.
- Utilizando-se de enzimas de restrição, os dois DNAs são cortados em pontos específicos.
- Com o corte, os dois filamentos de cada DNA se separam.
- Utilizando-se das enzimas DNA-ligases, um segmento do DNA I é ligado a um segmento do DNA II, formando, assim, um DNA recombinante.
Por meio da tecnologia do DNA recombinante, tornou-se possível, por exemplo, associar segmentos de DNA (genes) de um animal ou de uma planta com plasmídios das bactérias.
O que são plasmídios?
Plasmídios são pequenos fragmentos circulares de DNA encontrados livremente no hialoplasma de muitas bactérias. Tanto no cromossomo bacteriano quanto nos plasmídios, existem genes (segmentos de DNA) responsáveis por diferentes características hereditárias das bactérias. Quando há reprodução da bactéria, todo o seu material genético, que inclui o cromossomo e o(s) plasmídio(s), duplica-se, sendo distribuído equitativamente entre as “bactérias-filhas”, que serão, então, geneticamente idênticas.
Qual foi a primeira proteína humana produzida em células de bactérias geneticamente modificadas e aprovada para uso em pacientes?
insulina.
Antes do desenvolvimento dessa tecnologia, os diabéticos dispunham apenas de injeções de insulina extraída de animais, como bois e porcos. Acontece que a insulina desses animais é ligeiramente diferente da insulina humana, causando problemas alérgicos em alguns pacientes. A insulina produzida por bactérias transgênicas é idêntica à produzida pelo pâncreas humano e não causa problemas de alergia, daí a importância dessa conquista.
Como são chamadas as bactérias portadoras de DNA recombinante, que abrigam em si todas as informações necessárias para o cumprimento das tarefas rapidamente, funcionando como pequenas fábricas biológicas, capazes de produzir, em larga escala e com custos mais baratos, as proteínas desejadas?
Bactérias transgênicas.
Existem técnicas que permitem a fabricação de milhões de cópias idênticas de um gene, isto é, técnicas que permitem a obtenção de um clone de genes. Isso permite, principalmente, o que?
Submeter um determinado gene que se deseja estudar às inúmeras análises necessárias para a determinação da sua estrutura.
Os primeiros passos para a produção de um clone de genes são, obviamente, a identificação e o isolamento do gene que se deseja clonar. Uma vez identificado e isolado, sua clonagem poderá ser feita por diferentes técnicas. Quais são as 3 principais?
- Clonagem de gene com a utilização de bactérias
- Clonagem de gene com a utilização de vírus
- Clonagem de gene através da técnica do PCR
Complete:
Na Clonagem de gene com a utilização de bactérias, podemos resumir e simplificar esse processo da seguinte maneira: um ____ bacteriano é isolado e cortado num determinado ponto com o auxílio de uma enzima de ____. Em seguida, com o auxílio da enzima ____, esse ____ é ligado ao fragmento de DNA (gene) que se deseja clonar. Vamos chamar esse gene de gene A. Forma-se, dessa maneira, um ____ com DNA recombinante. Esse ____ com DNA recombinante é introduzido numa bactéria hospedeira, que passa então a ser uma bactéria transgênica. Essa bactéria transgênica é colocada num meio de cultura contendo todas as condições necessárias para o seu desenvolvimento e reprodução.
Na Clonagem de gene com a utilização de bactérias, podemos resumir e simplificar esse processo da seguinte maneira: um plasmídio bacteriano é isolado e cortado num determinado ponto com o auxílio de uma enzima de restrição. Em seguida, com o auxílio da enzima DNA-ligase, esse plasmídio é ligado ao fragmento de DNA (gene) que se deseja clonar. Vamos chamar esse gene de gene A. Forma-se, dessa maneira, um plasmídio com DNA recombinante. Esse plasmídio com DNA recombinante é introduzido numa bactéria hospedeira, que passa então a ser uma bactéria transgênica. Essa bactéria transgênica é colocada num meio de cultura contendo todas as condições necessárias para o seu desenvolvimento e reprodução.
Verdadeiro ou falso?
Na Clonagem de gene com a utilização de bactérias, ao se reproduzir, a “bactéria-mãe” duplica todo seu material genético, inclusive o gene que se deseja clonar de origem exógena, e o distribui de forma equitativa entre as “bactérias-filhas” formadas. Cada “bactéria-filha”, portanto, terá os mesmos tipos de genes que existiam na “bactéria-mãe”. Assim, mantendo-se as condições no meio de cultura sempre favoráveis, em pouco tempo obtém-se um número grande de bactérias geneticamente idênticas. Em todas elas, haverá o plasmídio com o DNA recombinante, e, consequentemente, em todas haverá o gene que se quer clonar. Quando existir um número grande dessas bactérias transgênicas, seus plasmídios serão isolados, e deles, com o uso de enzimas de restrição, serão cortados os segmentos contendo o gene desejado. Obtém-se, assim, um número grande de genes idênticos, ou seja, um clone de um determinado gene.
Verdadeiro.
Na clonagem de gene com a utilização de vírus,
são utilizados bacteriófagos (vírus que parasitam bactérias), também chamados, simplesmente, de fagos.
Existem diferentes tipos de bacteriófagos ou fagos. Um dos mais conhecidos é o fago lambda. Nele, todos os genes de seu DNA estão mapeados (identificados) e sabe-se qual é a atividade de cada um. Alguns são genes essenciais, e outros são genes não essenciais.
Qua é a diferença entre os genes essenciais e os não essenciais?
- Os genes essenciais localizam-se nas extremidades do DNA viral e são indispensáveis à reprodução, já que contêm as informações necessárias para a fabricação das proteínas do capsídeo, das enzimas de empacotamento e das enzimas que atuam na duplicação do DNA viral no interior da bactéria.
- Os genes não essenciais ou dispensáveis se localizam na região mediana do DNA viral e não interferem na reprodução ou multiplicação do vírus. Tais genes estão relacionados com os processos de recombinação entre moléculas de DNA.
Se introduzirmos genes humanos em embriões de camundongos, estes poderão se desenvolver tendo genes humanos em seus cromossomos, ou seja, serão camundongos transgênicos. Para isso, procede-se de qual maneira?
Faz-se a fecundação in vitro, ou seja, retiram-se óvulos de fêmeas colocando- os num tubo de ensaio que contém espermatozoides. O processo é acompanhado pelo microscópio e tão logo ocorram as fecundações, com aparelhagem de micromanipulação, injetam-se os genes humanos nos núcleos das células-ovo. Havendo receptividade, os genes injetados se incorporam aos cromossomos das células-ovo, sendo transmitidos, quando ocorrem divisões mitóticas, às células-filhas. Os ovos que receberam genes humanos são, então, implantados no útero de uma fêmea, no qual se desenvolvem, originando novos camundongos que conterão em suas células os genes humanos recebidos na fase embrionária. Esses camundongos serão, portanto, organismos transgênicos.
A reação de bioluminescência do vaga-lume depende de qual enzima?
Enzima luciferase.
Essa enzima catalisa a reação de oxidação da substância luciferina, na qual é produzida luz, conforme mostra o esquema na imagem.
